Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Vận hành lò hơi và hệ thống thiết bị phụ 1 (Mã mô đun: ELEO545147 / ELEO55160) là tài liệu đào tạo chuyên môn nghề bắt buộc thuộc chương trình đào tạo trình độ Cao đẳng nghề Vận hành nhà máy nhiệt điện, được ban hành kèm theo Quyết định số 213/QĐ-CĐDK ngày 01 tháng 03 năm 2022 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Dầu khí (PVMTC), Tập đoàn Dầu khí Việt Nam. Giáo trình do nhóm tác giả Dương Tiến Trung, Ninh Trọng Tuấn và Lê Thị Hải Huyền biên soạn, với sự đóng góp chuyên môn kỹ thuật từ Tổ bộ môn Điện, Phòng Kỹ thuật Nhà máy nhiệt điện Phả Lại 2 và Nhà máy nhiệt điện Hải Phòng.

Về mặt cấu trúc chương trình, mô đun có khối lượng 05 tín chỉ với tổng thời lượng 135 giờ, trong đó thời lượng thực hành, thí nghiệm, thảo luận và bài tập chiếm 116 giờ (tương đương 86%), lý thuyết chiếm 14 giờ và kiểm tra 5 giờ. Mục tiêu học tập của giáo trình được xác định cụ thể theo 3 chuẩn đầu ra:

  1. Kiến thức: Trình bày lý thuyết vận hành lò hơi, thiết bị áp lực và hệ thống phụ trợ; mô tả quy trình thực hiện các nhiệm vụ vận hành trong nhà máy nhiệt điện đốt than.
  2. Kỹ năng: Phân tích các yếu tố kỹ thuật ảnh hưởng đến hiệu quả kinh tế, độ tin cậy và an toàn vận hành; thao tác thực hiện đúng các bước trong quy trình vận hành lò hơi và hệ thống phụ.
  3. Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Rèn luyện tác phong công nghiệp, kỷ luật an toàn lao động, khả năng phối hợp làm việc nhóm và tính độc lập trong xử lý công việc.

Cấu trúc giáo trình gồm 10 bài học được thiết kế theo hướng tiếp cận quy trình công nghệ vận hành thực tế. Điểm đặc thù của tài liệu là tích hợp trực tiếp các số liệu kỹ thuật, sơ đồ nhiệt nguyên lý và quy trình công tác của tổ máy 300 MW từ Nhà máy nhiệt điện Phả Lại 2 và Nhà máy nhiệt điện Hải Phòng làm cơ sở đối chiếu cho người học.

Nội dung kiến thức cốt lõi

                             GIÁO TRÌNH VẬN HÀNH LÒ HƠI 1
                                   (10 BÀI HỌC)
[NHÓM 1: CƠ SỞ & NGUYÊN LÝ]     [NHÓM 2: QUY TRÌNH VẬN HÀNH]     [NHÓM 3: HỆ THỐNG PHỤ TRỢ]
• Bài 1: Chu trình nhiệt        • Bài 2: Khởi động lò hơi        • Bài 5: Thiết bị áp lực
  - Chu trình Rankine             - 4 trạng thái khởi động         - Bao hơi, bộ quá nhiệt
  - Sơ đồ nhiệt 300 MW            - Cấp nước & sấy đáy           • Bài 6: Hệ thống khói - gió
• Bài 3: Vận hành ổn định         - Đốt dầu & chuyển than          - Quạt IDF, FDF, AH
  - Các chế độ vận hành         • Bài 4: Dừng lò hơi             • Bài 7: Dầu đốt lò (FO)
  - Tổ chức ca kíp                - Dừng bình thường/sự cố       • Bài 8: Nhiên liệu than
                                                                 • Bài 9: Thải tro xỉ
                                                                 • Bài 10: Xử lý khói (ESP, FGD)

Các chương và chủ đề chính

Nội dung giáo trình được phân bổ qua 10 bài học cụ thể:

  • Bài 1: Phân tích các chu trình nhiệt trong nhà máy nhiệt điện (7 giờ): Trình bày các thông số kỹ thuật vận hành lò hơi (sản lượng hơi định mức $D_{đm}$, cực đại $D_{max}$, kinh tế $D_{kt}$; áp suất và nhiệt độ hơi quá nhiệt; nhiệt thế thể tích buồng lửa); phân tích chu trình Rankine lý thuyết và Rankine thực tế có gia nhiệt hồi nhiệt nước cấp; khảo sát sơ đồ nhiệt nguyên lý tổ máy 300 MW Nhà máy nhiệt điện Phả Lại 2 với các thông số hơi mới trước van chính ($p_0 = 169 \text{ kg/cm}^2$, $t_0 = 538^\circ\text{C}$).
  • Bài 2: Khởi động lò hơi (29 giờ): Phân loại 4 chế độ khởi động (lạnh: $p < 30 \text{ kg/cm}^2$; ấm: $p = 30 \div 80 \text{ kg/cm}^2$; nóng: $p = 80 \div 140 \text{ kg/cm}^2$; rất nóng: $p > 140 \text{ kg/cm}^2$); quy trình cấp nước vào bao hơi (mức nước $-100\text{mm}$, độ chênh nhiệt độ vỏ bao hơi $< 28^\circ\text{C}$); quy trình sấy đáy buồng lửa (tốc độ tăng nhiệt $< 1^\circ\text{C/phút}$); điều kiện thông thổi buồng lửa giải trừ rơ le bảo vệ MFT trên hệ thống FSSS; trình tự đốt vòi dầu, hòa lưới tua bin và chuyển sang đốt than bột.
  • Bài 3: Vận hành lò hơi ở chế độ ổn định (16 giờ): Phân tích các chế độ vận hành bình thường, chế độ non tải; quy định tổ chức ca kíp, bàn giao ca và theo dõi thông số kỹ thuật trong quá trình làm việc.
  • Bài 4: Dừng lò hơi (22 giờ): Trình bày các chế độ dừng lò (dừng theo kế hoạch, dừng bảo dưỡng, dừng sự cố); công tác chuẩn bị và các bước thực hiện giảm tải, làm mát và cô lập hệ thống.
  • Bài 5: Vận hành hệ thống thiết bị áp lực lò hơi (10 giờ): Tổng quan, khởi động, giám sát và ngừng các thiết bị thuộc đường sinh hơi, bao hơi, bộ hâm nước, các cấp quá nhiệt và quá nhiệt trung gian.
  • Bài 6: Vận hành hệ thống khói - gió lò hơi (12 giờ): Quy trình vận hành bộ sấy không khí kiểu quay hồi nhiệt, quạt khói (IDF), quạt gió chính (FDF/PAF) và quạt làm mát bộ giám sát ngọn lửa; duy trì áp suất âm buồng lửa ($-50 \div -100 \text{ Pa}$).
  • Bài 7: Vận hành hệ thống dầu đốt lò (6 giờ): Quy trình vận hành trạm bơm dầu FO, hệ thống sấy dầu (nhiệt độ dầu số 5, 6 duy trì $50^\circ\text{C}$, dầu số 4 duy trì $38^\circ\text{C}$, độ nhớt 20 cSt), kiểm tra áp lực bơm dầu ($15 \text{ kg/cm}^2$) và kiểm tra rò rỉ.
  • Bài 8: Vận hành hệ thống nhiên liệu lò (11 giờ): Vận hành hệ thống nghiền than, vít tải than bột, quạt tải than, máy cấp than nguyên và điều chỉnh áp lực gió cấp 1 ($> 7 \text{ kPa}$).
  • Bài 9: Vận hành hệ thống thải tro xỉ (10 giờ): Quy trình khởi động, giám sát buồng tạo màng nước đệm, phễu xỉ đáy lò và hệ thống bơm đẩy tro xỉ.
  • Bài 10: Vận hành hệ thống khử lưu huỳnh, khói thải (13 giờ): Quy trình vận hành hệ thống lọc bụi tĩnh điện (ESP) với chế độ sấy sứ cách điện 8 giờ, hệ thống khử lưu huỳnh trong khói (FGD) và kiểm soát nồng độ phát thải $\text{NO}_x$ ($700 \div 1000 \text{ mg/Nm}^3$).

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình xây dựng trên hệ thống lý thuyết kỹ thuật nhiệt động và cơ chế vận hành nhiệt điện:

  • Nguyên lý nhiệt động chu trình Rankine: Phân tích quá trình biến đổi năng lượng từ nhiệt sang công, vai trò của hệ thống trích hơi gia nhiệt hồi nhiệt (từ 4 đến 8 bình gia nhiệt hạ áp và cao áp) giúp giảm nhiệt thải tại bình ngưng từ 65% xuống 45%, nâng hiệu suất nhiệt động chu trình từ khoảng 0,30 lên 0,50.
  • Nguyên lý cân bằng nhiệt và thông số lò hơi: Thiết lập mối liên hệ giữa các thông số áp suất ($p_{qn}$), nhiệt độ ($t_{qn}$), sản lượng hơi định mức ($D_{đm}$), sản lượng hơi cực đại ($D_{max} = 1,1 \div 1,2 D_{đm}$), sản lượng kinh tế ($D_{kt} = 0,8 \div 0,9 D_{đm}$) và hiệu suất nhiệt lò hơi ($\approx 88,37% \div 88,78%$).
  • Nguyên lý bảo vệ liên động FSSS và MFT: Khung lý thuyết về an toàn cháy buồng lửa, kiểm soát điều kiện hòa trộn nhiên liệu - không khí, trình tự thông thổi buồng đốt và các điều kiện tác động của rơ le dừng khẩn cấp Master Fuel Trip (MFT) và Oil Fuel Trip (OFT).

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Thao tác điều khiển các thiết bị trên giao diện màn hình CRT/DCS; thực hiện khởi động - dừng cụm quạt khói gió, máy nghiền than, bơm cấp nước; điều chỉnh các van xả đọng, van tái tuần hoàn bộ hâm và hệ thống thổi bụi tự động.
  • Kỹ năng phân tích (Analytical skills): Đọc và phân tích đồ thị T-s, đồ thị i-s; theo dõi bảng thông số kỹ thuật đa dải tải (BMCR, 100% RO, 75% RO, 60% RO, 30% RO); giám sát độ chênh nhiệt độ kim loại vỏ bao hơi ($\le 56^\circ\text{C}$), tốc độ tăng nhiệt hơi quá nhiệt ($\le 1,5^\circ\text{C/phút}$) và độ chênh áp suất hộp gió - buồng lửa ($1,5 \text{ kPa}$).
  • Năng lực thực hành nghề nghiệp (Practical competencies): Phối hợp thực hiện quy trình châm lửa buồng đốt, thao tác đánh lửa vòi dầu theo cặp đối xứng (M6-N5, N6-M5), kiểm tra chất lượng hóa mù than bột và hòa lưới máy phát theo tốc độ tăng tải tiêu chuẩn ($1 \text{ MW/phút}$).

Phương pháp giảng dạy và học tập

                    MÔ HÌNH DẠY HỌC & ĐÁNH GIÁ MÔ ĐUN
   [TIẾP CẬN TÍCH HỢP]                  [HỆ THỐNG ĐÁNH GIÁ]
   • Diễn giảng, đàm thoại              • 02 bài KT thường xuyên (≤ 30 phút)
   • Thảo luận tình huống kỹ thuật      • 04 bài KT thực hành định kỳ (60-90p)
   • Thao tác trên mô hình NMNĐ         • 01 bài thi kết thúc môn: TH (60-90p)

Giáo trình áp dụng mô hình giảng dạy tích hợp giữa lý thuyết chuyên môn và thực hành thao tác quy trình:

  • Phương pháp sư phạm: Người dạy sử dụng phương pháp giảng dạy tích cực (diễn giảng kết hợp nêu vấn đề, phát vấn kỹ thuật và phân tích tình huống vận hành). Giáo án được thiết kế theo từng bài học hoặc buổi dạy gắn với phiếu học tập và phiếu đánh giá kỹ năng thực hành.
  • Cơ sở vật chất và thiết bị đào tạo: Quá trình học tập được triển khai tại Phòng thực hành Vận hành Nhà máy nhiệt điện, trang bị mô hình Nhà máy nhiệt điện, máy chiếu, bảng điều khiển mô phỏng CRT và các tài liệu quy trình vận hành kỹ thuật.
  • Tổ chức hoạt động học tập: Người học được tổ chức theo ca, nhóm làm việc độc lập hoặc phối hợp nhóm để thực hiện các bước thao tác trên hệ thống mô phỏng, ghi chép nhật ký vận hành và tuân thủ các quy định về an toàn công nghiệp.
  • Phương thức kiểm tra và đánh giá:
    • Kiểm tra thường xuyên: Gồm 02 bài do giáo viên thực hiện tại thời điểm bất kỳ dưới hình thức vấn đáp hoặc kiểm tra viết $\le 30$ phút, kết hợp chấm điểm bài tập thực hành.
    • Kiểm tra định kỳ: Gồm 04 bài kiểm tra thực hành (thời gian làm bài từ 60 đến 90 phút), phân kỳ theo các nội dung:
      • Bài kiểm tra số 1: Thực hành nội dung Bài 1 và Bài 2.
      • Bài kiểm tra số 2: Thực hành nội dung Bài 3 và Bài 4.
      • Bài kiểm tra số 3: Thực hành nội dung Bài 5 và Bài 6.
      • Bài kiểm tra số 4: Thực hành nội dung Bài 7, Bài 8, Bài 9 và Bài 10.
    • Thi kết thúc môn học: Thực hiện bằng hình thức thi thực hành với thời gian thi từ 60 đến 90 phút.
  • Hướng dẫn tự học: Yêu cầu người học chủ động nghiên cứu trước giáo trình, hoàn thành các câu hỏi thảo luận cuối mỗi bài, tra cứu sơ đồ nguyên lý nhiệt và chuẩn bị tài liệu ghi chép trước khi tham gia các buổi thực hành.

Điểm nổi bật và cập nhật

  • Tích hợp dữ liệu vận hành thực tế: Giáo trình trích xuất thông số kỹ thuật thực tế từ tổ máy 300 MW của Nhà máy nhiệt điện Phả Lại 2 và Nhà máy nhiệt điện Hải Phòng. Bảng thông số cung cấp số liệu chi tiết ở 5 chế độ phụ tải: BMCR (308 MW), 100% RO (300 MW), 75% RO (225 MW), 60% RO (180 MW) và 30% RO (90 MW).
Thông số kỹ thuật BMCR (308 MW) 100% RO (300 MW) 75% RO (225 MW) 60% RO (180 MW) 30% RO (90 MW)
Lưu lượng hơi quá nhiệt (kg/h) 921.763 875.571 641.797 514.328 278.981
Áp suất bao hơi ($\text{kg/cm}^2\text{g}$) 189,5 187,5 - - -
Nhiệt độ hơi quá nhiệt ($^\circ\text{C}$) 541 541 541 541 507
Nhiệt độ nước cấp vào bộ hâm ($^\circ\text{C}$) 262 259 242 231 196
Tiêu hao than ướt (kg/h) 131.119 125.275 96.121 79.016 43.837
Nhiệt độ khói đầu ra buồng lửa ($^\circ\text{C}$) 1086 1069 970 899 686
  • Mô tả chi tiết các hệ thống công nghệ bảo vệ môi trường: Cung cấp quy trình vận hành hệ thống lọc bụi tĩnh điện (ESP), hệ thống khử lưu huỳnh đáy khói (FGD) và các chỉ số phát thải khí $\text{NO}_x$ giảm dần theo tải từ $1000 \text{ mg/Nm}^3$ (ở BMCR) xuống $700 \text{ mg/Nm}^3$ (ở 30% RO).
  • Kết hợp trực tiếp quy chuẩn công nghiệp: Nội dung bài giảng bám sát quy trình vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa thực tế ban hành tại Nhà máy nhiệt điện Phả Lại (2000, 2002), Hải Phòng (2009) và Uông Bí (2007).

Đối tượng sử dụng giáo trình

                       LỘ TRÌNH ĐÀO TẠO MÔN HỌC LIÊN QUAN
  • Sinh viên đào tạo chính quy: Sinh viên hệ Cao đẳng nghề Vận hành nhà máy nhiệt điện (học phần chuyên môn bắt buộc thuộc học kỳ chuyên ngành) và sinh viên các ngành kỹ thuật Điện, Năng lượng nhiệt.
  • Yêu cầu kiến thức tiên quyết: Người học phải hoàn thành các mô đun cơ sở và chuyên môn trong chương trình khung đào tạo:
    • Môn học cơ sở: An toàn điện (ELET5201), Điện kỹ thuật cơ bản (ELEO53012), Nhiệt kỹ thuật (PETR612002), Đo lường điện (ELEI53115), Khí cụ điện (ELET52116).
    • Môn học chuyên môn: Tổng quan về nhà máy nhiệt điện (ELEO52056), Lò hơi và hệ thống thiết bị phụ (ELEO54031), Tua-bin hơi và hệ thống thiết bị phụ (ELEO54059), PLC (AUTM64116).
  • Giảng viên và cán bộ đào tạo: Sử dụng giáo trình để biên soạn bài giảng, xây dựng đề thi kiểm tra định kỳ kèm đáp án và thiết lập phiếu đánh giá kỹ năng thực hành nghề.
  • Tài liệu tham khảo chuyên ngành: Kỹ sư, kỹ thuật viên và nhân viên vận hành tại các nhà máy nhiệt điện sử dụng giáo trình để tra cứu quy trình vận hành và quy chuẩn kỹ thuật thiết bị lò hơi.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Giáo trình được thiết kế cho học sinh, sinh viên theo học trình độ Cao đẳng nghề Vận hành nhà máy nhiệt điện, sinh viên các ngành kỹ thuật điện, nhiệt điện và kỹ thuật viên vận hành lò hơi tại các nhà máy điện.

2. Cần kiến thức nền nào để học?

Người học cần tích lũy kiến thức từ các môn học tiên quyết bao gồm: Nhiệt kỹ thuật (PETR612002), An toàn điện (ELET5201), Điện kỹ thuật cơ bản (ELEO53012), Đo lường điện (ELEI53115), Cấu tạo lò hơi và hệ thống thiết bị phụ (ELEO54031) và Tự động hóa PLC (AUTM64116).

3. Điểm khác biệt của giáo trình so với các tài liệu lý thuyết thuần túy?

Giáo trình tập trung vào năng lực thực hành quy trình với thời lượng thực hành chiếm 86% (116/135 giờ). Nội dung gắn liền với các thông số vận hành thực tế của tổ máy 300 MW (như Nhà máy nhiệt điện Phả Lại 2, Hải Phòng) và tích hợp các hệ thống tự động hóa điều khiển buồng lửa FSSS/MFT.

4. Làm sao để tự học giáo trình hiệu quả?

Người học cần kết hợp đọc trước lý thuyết của từng bài, tra cứu sơ đồ nguyên lý nhiệt (Hình 1.1 đến 1.6), ghi nhớ các giá trị giới hạn vận hành (nhiệt độ, áp suất, mức nước bao hơi, độ chênh nhiệt vỏ) và rèn luyện các bước thao tác trên mô hình mô phỏng tại phòng thực hành.

5. Có tài liệu bổ trợ nào kèm theo giáo trình?

Giáo trình sử dụng các tài liệu tham khảo chính thống gồm:

  • Giáo trình Tuabin hơi nước - Lý thuyết & Cấu tạo (Phạm Lương Tuệ, NXB KHKT, 2005).
  • Giáo trình Thiết bị lò hơi (Nguyễn Sỹ Mão, NXB KHKT, 2006).
  • Giáo trình Nhà máy nhiệt điện và Thiết kế nhà máy nhiệt điện (Nguyễn Công Hân, Đỗ Anh Tuấn, Nguyễn Quốc Trung, Phạm Văn Tân, NXB KHKT, 2002, 2006).
  • Tài liệu kỹ thuật và Quy trình vận hành, bảo dưỡng tuabin/lò hơi của các Nhà máy nhiệt điện Phả Lại, Hải Phòng và Uông Bí.

Kết luận

Giáo trình Vận hành lò hơi và hệ thống thiết bị phụ 1 cung cấp hệ thống kiến thức và quy trình thực hành về vận hành lò hơi nhà máy nhiệt điện đốt than. Nội dung giáo trình phản ánh đầy đủ các chế độ khởi động, vận hành ổn định, dừng lò cũng như thao tác các hệ thống phụ trợ áp lực, khói gió, nhiên liệu và xử lý khí thải.

Sau khi hoàn thành mô đun này, người học tiếp tục học tập các mô đun chuyên sâu tiếp theo trong chương trình đào tạo gồm: Vận hành lò hơi và hệ thống thiết bị phụ 2 (ELEO63161), Vận hành Tua-bin hơi và hệ thống thiết bị phụ 1 & 2 (ELEO55162, ELEO63163), trước khi tham gia Thực tập sản xuất (ELET54153) và thực hiện Khóa luận tốt nghiệp (ELET63120). Quá trình học tập cần kết hợp tra cứu các tài liệu tiêu chuẩn của NXB Khoa học và Kỹ thuật cùng quy trình vận hành kỹ thuật tại các nhà máy nhiệt điện thực tế.